INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO RIO GRANDE DO SUL CAMPUS RIO GRANDE INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL
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1 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO RIO GRANDE DO SUL CAMPUS RIO GRANDE INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL
2 Aula 17 2
3 MEDIÇÃO DE TEMPERATURA COM TERMÔMETRO DE DILATAÇÃO 3
4 MEDIÇÃO DE TEMPERATURA COM TERMÔMETRO DE DILATAÇÃO Os materiais, sólidos e líquidos, de um modo geral, aumentam de volume com o aumento da sua temperatura. Isto ocorre pois aumenta a distância média entre as partículas constituintes do material. 4
5 MEDIÇÃO DE TEMPERATURA COM TERMÔMETRO DE DILATAÇÃO Termômetro de dilatação de líquido Termômetro de Vidro (recipiente transparente) Termômetro de Líquido com Capilar Metálico Termômetro de dilatação de sólido Termômetro Bimetálico 5
6 TERMÔMETRO DE DILATAÇÃO DE LÍQUIDO Os termômetros de dilatação de líquidos, baseiam-se na lei de expansão volumétrica de um líquido com a temperatura dentro de um recipiente fechado. 6
7 TERMÔMETRO DE DILATAÇÃO DE LÍQUIDO Termômetro de Vidro Sua escala é linear e sua indicação é visível diretamente pela escala fixada no vidro transparente. Tubo Bulbo 7
8 TERMÔMETRO DE DILATAÇÃO DE LÍQUIDO Termômetro de Vidro Os líquidos mais usados são: Mercúrio, Álcool, Tolueno e Acetona. 8
9 TERMÔMETRO DE DILATAÇÃO DE LÍQUIDO Termômetro de Vidro Aplicações: Laboratórios e indústria; Vantagem: Confiabilidade, custo e simplicidade na aplicação. Limitações: Não transmite a indicação da temperatura; Sensível a choques e vibrações; Precisa utilizar proteções. 9
10 TERMÔMETRO DE DILATAÇÃO DE LÍQUIDO Termômetro de Líquido com Capilar Metálico Neste termômetro, o líquido preenche todo o recipiente que sob o aumento de temperatura se dilata, deformando um elemento extensível (sensor volumétrico). 10
11 TERMÔMETRO DE DILATAÇÃO DE LÍQUIDO Termômetro de Líquido com Capilar Metálico Características principais Bulbo: É o elemento sensível do conjunto, pois fica em contato com o objeto a ser medido. Varia de acordo com sua aplicação. Os principais líquido são: 11
12 TERMÔMETRO DE DILATAÇÃO DE LÍQUIDO Termômetro de Líquido com Capilar Metálico Características principais Capilar: Deve ter o menor volume (líquido) possível para evitar influência da temperatura ambiente, mas não pode restringir a passagem do líquido de expansão. 12
13 TERMÔMETRO DE DILATAÇÃO DE LÍQUIDO Termômetro de Líquido com Capilar Metálico Características principais Elemento de medição: Geralmente é utilizado Tubo de Bourdon. 13
14 TERMÔMETRO DE DILATAÇÃO DE LÍQUIDO Termômetro de Líquido com Capilar Metálico Vantagens: É um sistema mecânico de medição de temperatura preciso; É possível transmitir a indicação para leituras remotas. 14
15 TERMÔMETRO DE DILATAÇÃO Termômetro de Líquido com Capilar Metálico DE LÍQUIDO 15
16 TERMÔMETRO DE DILATAÇÃO DE LÍQUIDO Termômetro de Líquido com Capilar Metálico 16
17 TERMÔMETRO DE DILATAÇÃO DE Termômetro Bimetálico SÓLIDO Um elemento bimetálico consistem em duas lâminas com diferentes coeficientes de dilatação linear sobrepostas, formando uma só peça. Com a variação da temperatura, tem-se uma flexão da extremidade do elemento. 17
18 TERMÔMETRO DE DILATAÇÃO DE SÓLIDO Termômetro Bimetálico Portanto, este termômetro é constituído por duas ou mais lâminas com coeficientes de dilatação diferentes, soldadas umas às outras. Ao ocorrer uma variação na temperatura os metais dilatam-se de forma desigual. O conjunto pode ser usado para ativar um contato elétrico ou posicionar um ponteiro indicador devido a sua dilatação. 18
19 TERMÔMETRO DE DILATAÇÃO DE Termômetro Bimetálico SÓLIDO Na prática, o elemento bimetálico é enrolado em forma de espiral, o que aumenta mais sua sensibilidade. 19
20 TERMÔMETRO DE DILATAÇÃO DE SÓLIDO Termômetro Bimetálico Na prática, a faixa de medição dos termômetros bimetálicos pode variar de -50ºC a 800ºC, com uma precisão de cerca de 1%. 20
21 TERMÔMETRO DE DILATAÇÃO DE SÓLIDO Termômetro Bimetálico 21
22 MEDIÇÃO DE TEMPERATURA COM TERMÔMETRO À PRESSÃO 22
23 MEDIÇÃO DE TEMPERATURA COM TERMÔMETRO À PRESSÃO Termômetro à pressão de gás Fisicamente idêntico ao termômetro de dilatação de líquido. Contudo, neste termômetro, o volume do conjunto é constante e preenchido com um gás. 23
24 MEDIÇÃO DE TEMPERATURA COM TERMÔMETRO À PRESSÃO Termômetro à pressão de gás O volume do conjunto é preenchido com um gás. A variação da temperatura é diretamente proporcional a variação volumétrica do gás contido no bulbo. Utiliza-se um sistema de medição de pressão para a indicação da leitura. 24
25 MEDIÇÃO DE TEMPERATURA COM TERMÔMETRO À PRESSÃO Termômetro à pressão de vapor Qualquer variação de temperatura haverá uma variação na vibração das partículas do líquido volátil e de seu vapor colocado no bulbo do termômetro e, em consequência disso, uma variação na pressão dentro do capilar. O termômetro à pressão de vapor é, provavelmente, o mais largamente utilizado dos termômetros à pressão por ser mais barato e mais simples. 25
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